Шнековий насос для глибокої свердловини – це поршневий насос, який переміщує фіксовану кількість води під час одного циклу. Воду піднімають із глибини до 300 метрів із використанням гвинтового ротору, а не поршня зі зворотно-поступальним рухом. Такі насоси є корисними на всіх етапах надзвичайної ситуації.Див. Одногвинтовий насос (Син.)

Більшість шнекових насосів для глибокої свердловини є механізованими, хоча існують також і ручні їх версії. Воони функціонують із використанням ротаційного, а не зворотно-поступального руху. Існують різні механізми приводу, які можуть приводитися в дію вручну, електроенергією (мережевою чи сонячною) або дизельними/бензиновими двигунами. У минулому механізм приводу було розташовано на рівні поверхні землі та під’єднано до валу шпинделя (або через клиноподібний, або через редукторний верхній привід), проте зараз електропривід тісно з’єднаний із короткою секцією гнучкого приводного валу у свердловині. В обох випадках вал шпинделя під’єднаний до односпірального металевого ротору, який знаходиться в постійному контакті з та обертається в межах двоспірального гумового статора.

Проєктні міркування

Шнекові насоси для глибокої свердловини можуть функціонувати на різній глибині до 300 метрів зі швидкістю потоку до 50 000 літрів на годину при низькому напорі. Загалом такі насоси обирають для сильнішого напору та нижчої необхідної швидкості потоку. Вони функціонують завдяки обертанню гвинтового ротору, який має форму єдиної спіралі, розміщеної в межах стаціонарного двоспірального гумового статора. Вода займає порожнину, і коли починає обертатися ротор, ця порожнина рухається («прогресує») догори разом із водою (від чого і пішла назва насосу англійською мовою), що спричиняє підняття води в напірній трубі. Такий роторний механізм не потребує системи односторонніх клапанів, як трапляється у випадку зворотно-поступальних насосів, проте все одно зазвичай встановлюється нижній клапан під ротором для попередження відтоку води. Перевагою механізованих поршневих насосів (з-поміж яких основним видом є порожнина, яка поступально переміщується) є те, що потік води не суттєво варіюється разом із змінами у напорі.

Існує кілька різних міркувань щодо експлуатації цього виду насосу. Ці насоси можна встановити паралельно, та обидва будуть викачувати воду в трубу (див. A.8 ). Там, де механізм приводу знаходиться на рівні поверхні землі із вертикальним валом шпинделя у свердловині, остання також має бути вертикальною, щоб дозволити валу шпинделя звисати вертикально. Також насоси ніколи не можна експлуатувати із закритим клапаном, оскільки це може пошкодити насос та арматуру. Шнекові насоси також існують як всмоктувально-піднімні насоси (а не лише як насоси для глибоких свердловин), і в такому випадку є максимальна висота, на яку може піднятися вода у трубі залежно від атмосферного тиску, який варіюється залежно від висоти над рівнем моря (див. A.8 ). Інше проєктне міркування для моторизованих всмоктувально-піднімних насосів полягає в забезпеченні того, що утримується достатньо тиску у всмоктувальному отворі задля попередження утворення порожнини. Саме там утворюються повітряні бульбашки у воді під низьким тиском, які згодом руйнуються, спричиняючи ударну хвилю, що може спричинити суттєві пошкодження насосу. Із метою попередження цього потрібно обчислити допустимий кавітаційний запас насосу із використанням атмосферного тиску в місці розташування насосу, даних про допустимий кавітаційний запас насосу від виробника насосу, втрат на терті у підвідній трубі та тиску пари.

Матеріали

Необхідні матеріали включають напірну трубу, вал шпинделя (із нержавіючої сталі), двигун, гвинтовий ротор (зазвичай із хромованої сталі), статор (гумовий) та нижній клапан. Такий вид насосу виробляється на кількох виробничих майданчиках всього у кількох країнах та експортується.

Придатність

Шнековий насос для глибокої свердловини може бути гарним варіантом для надзвичайної ситуації, коли зазвичай неможливо заздалегідь розробити детальний проєкт (порівняно з швидкісними насосами, де зазвичай необхідний гарний дизайн). Це означає, що один вибраний вид насосу буде обслуговувати різні напори без значної варіації у швидкості потоку. Такі насоси також більше підходять для викачування води із твердими частками або абразивними частками порівняно з іншими поширеними видами насосу для свердловини (наприклад, швидкісні насоси) та використовуються як для отримання питної води, так і в інших цілях. При цьому все одно насоси для свердловини потрібно належним чином підібрати по розміру та правильно розташувати задля попередження надмірної швидкості у фільтрі (що притягує більше часток, див. I.8 ).

Експлуатація та обслуговування

Шнековий насос для глибокої свердловини має простий механічний проєкт, що робить його зазвичай більш надійним і простішим в експлуатації та обслуговуванні, ніж інші механізовані насоси. Коли механізм приводу в старіших моделях знаходився на рівні поверхні землі, все було легше доступним, тому обслуговування було простішим, проте проблеми із постійною вібрацією насосу часто призводили до поломок в ущільненні валу. Герметичні насоси тепер проєктують із близько розташованими двигунами та гнучкими шахтами без з’єднань, у результаті чого строк експлуатації частин зараз у п’ять разів довший ніж раніше, але у цьому випадку обслуговування двигуна потребує його вилучення із під землі, що передбачає також демонтаж напірних труб. Проте першими зносяться статори, і на кожні дві зміни статора також потрібно буде міняти ротор. Статори, які зберігаються, можуть швидше вийти з ладу із підвищеним рівнем тепла, вологості, сонячного світла чи озону, тому їх потрібно правильно зберігати. Якщо статори старші за п’ять років, вже буде певне погіршення навіть до їх встановлення, та операційний строк експлуатації буде меншим. Метал використовується для частини цього виду насосу; там, де такі компоненти контактують із підземними водами із рівнем рН 6,5 чи менше, ймовірно матиме місце корозія, що означає частішу заміну пошкоджених частин. У випадку такого насосу напірна труба з оцинкованої сталі більше наражається на ризик ніж інші металеві частини, виготовлені з нержавіючої сталі (наприклад, вал шпинделя, гвинтовий ротор).

Здоров’я та безпека

Лише кваліфікований персонал має працювати над механізованими насосами. Обладнання має бути недоступним для широкої громадськості, і будь-які клиноподібні ремені, які швидко рухаються, мають бути екранованими. Хімічна якість води може бути проблемою у випадку деяких металевих насосів. Там, де рівень рН підземних вод становить 6,5 чи менше, метал із труб може починати розчинятися, спричиняючи непрямий ризик для здоров’я, а свинець може витікати з певних швів та арматури незалежно від рівня рН (див. A.2 ). За умови використання насосів, які працюють на двигунах, потрібно оцінити потенційні ризики для здоров’я від викидів із двигунів.

Витрати

Шнекові насоси для глибокої свердловини коштують орієнтовно 1 250 доларів США для глибини 50 метрів. Зазвичай статорів (170 доларів США) вистачає на 12 000 годин роботи, хоча їх потрібно замінювати кожні три роки у будь-якому випадку через граничний строк експлуатації гуми. Роторів (140 доларів США) вистачає орієнтовно на 30 000 годин. 

Соціальні та екологічні аспекти

Кінцевий користувач системи водопостачання зазвичай не взаємодіє із такими насосами. Складність функціонування та обслуговування системи потрібно брати до уваги, оскільки необхідний кваліфікований та компетентний персонал. Існує ризик надмірної експлуатації джерел (підземних вод), що потрібно враховувати, обираючи такий вид насосу. У випадку насосів, які працюють від двигуна, основні екологічні міркування пов’язані з використанням розхідників (мастила, масла, хімікатів) та джерел енергії. Має бути план належного зберігання та утилізації розхідників. Насос також може працювати на сонячній енергії (див. S.10 ) із метою обмеження впливу його функціонування на навколишнє середовище.